二次电池及电极引线组件：快速切断过电流与排放气体的结构

二次电池及电极引线组件：快速切断过电流与排放气体的结构

二次电池及其使用的电极引线组件的制造方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及一种二次电池及应用于该二次电池的电极引线组件，更具体地说，涉及一种具有用于快速切断过电流并容易地排出二次电池中产生的气体的结构的二次电池及应用于该二次电池的电极引线组件。

[0002] 本申请要求于2013年9月26日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2013-和于2014年9月23日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2014-的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

【背景技术】

[0003] 随着相机、移动电话、便携式电脑等便携式电子产品的使用增加，主要作为便携式电子产品运行电源的二次电池的重要性日益增加。

[0004] 通常，与一次性原电池相比，二次电池是可充电的，并且随着数码相机、便携式电话、笔记本电脑、电动工具、电动自行车、电动汽车、混合电动汽车、大容量储能系统等高科技领域的发展而得到非常积极的研究。

[0005] 尤其，与铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等现有的其他二次电池相比，锂二次电池单位重量的能量密度高，且可以快速充电，因此其使用呈上升趋势。

[0006] 锂二次电池的工作电压大于或等于3.6V，通过多个电池串联或并联的方式，作为便携式电子设备或大功率设备的能源，​​这些大功率设备例如电动汽车、混合动力汽车、电动工具、电动自行车、储能系统、不间断电源(UPS)等。

[0007] 锂二次电池的工作电压比镍镉电池或镍氢电池高三倍，且单位重量的能量密度特性优异，因此得到越来越广泛的应用。

[0008] 锂二次电池按照电解质类型可分为采用液态电解质的锂离子电池和采用固态聚合物电解质的锂离子聚合物电池，而按照固态聚合物电解质类型又可分为不含电解质的全固态锂离子聚合物电池和含电解质并使用凝胶聚合物电解质的锂离子聚合物电池。

[0009] 一般情况下，使用圆柱形或棱柱形的金属罐作为容器，通过焊接密封使用液体电解质的锂离子电池。使用金属罐作为容器的罐式二次电池具有固定的形状，这对以其为电源的电子产品的设计有限制，对体积的减小也有限制。因此，已经开发并使用了袋式二次电池，其通过将电极组件和电解质放入由薄膜制成的袋形外壳中并形成密封来制成。

[0010] 然而，锂二次电池在过热时存在爆炸风险，因此确保安全性是重要挑战之一。锂二次电池过热的原因有很多，其中之一就是超过限制的过电流流过锂二次电池。当过电流流过时，锂二次电池通过焦耳加热产生热量，电池内部温度迅速升高。而且，快速的温度上升会引起电解质溶液的分解反应，造成热失控，最终导致电池爆炸。过电流是由于正极和负极之间的隔膜收缩导致正极和负极之间的介电击穿，或者由于外部充电电路或连接的负载出现异常情况而对电池施加浪涌电流而发生的。

[0011] 因此，为了保护锂二次电池不发生过电流等异常情况，电池会与保护电路配合使用，一般保护电路中都会包含保险丝装置，用于在发生过电流时，不可逆地断开充电电流或者放电电流所流过的线路。

图 1 是示出与包括锂二次电池的电池组连接的保护电路配置中的保险丝装置的布局和操作机制的电路图。

[0013] 如附图所示，保护电路包括：保险丝装置1，当过电流发生时，保护电池组；感测电阻器2，感测过电流；微控制器3，监测过电流的发生，并在过电流发生时操作保险丝装置1；开关4，执行开关操作，使工作电流流入保险丝装置1。

[0014] 保险装置1安装在连接电池组最外端的主线上，主线是指充电或放电电流流过的导线，在附图中，保险装置1被示为安装在高电位线(Pack+)上。

[0015] 保险丝装置1是3端子元件，两个端子连接到充电电流或放电电流流经的主线路，其余端子连接到开关4。此外，保险丝装置1内部包括：保险丝1a，其直接连接到主线路并在特定温度下熔断；以及电阻器1b，其对保险丝1b施加热量。

微控制器3通过周期性地感测感测电阻2两端的电压来监测是否发生过电流，当感测到发生过电流时，开关4打开。这样，流经主线路的电流就分流向保险丝装置1，并施加到电阻1b上。这样，电阻1b中产生的焦耳热就传递到保险丝1a上，使保险丝1a的温度升高，当保险丝1a的温度达到熔断温度时，保险丝1a熔断，从而不可逆地断开主线路。当主线路断开时，过电流不再流动，可以解决过电流引起的问题。

[0017] 但是，上述现有技术存在诸多问题，即当微控制器3发生故障时，即使发生过电流，开关4也不会断开，此时电流不会流入保险丝装置1的电阻1b，保险丝装置1无法工作。而且，在保护电路中需要单独的空间来布置保险丝装置1，并且需要在微控制器3中加载程序算法来控制保险丝装置1的工作，因此存在保护电路的空间效率降低、微控制器3的负荷增加的缺点。

【发明概要】

技术问题

[0019] 本公开内容正是为了解决上述问题而设计的，因此，本公开内容的目的在于通过二次电池本身的结构来降低因短路或过电流而引起的火灾/爆炸的风险。

[0020] 然而，本公开的目的不限于上述目的，根据以下描述，本公开的其它目的对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

技术方案

[0022] 为了实现上述目的，根据本公开的示例性实施例的二次电池包括：电极组件；第一引线板，其连接到电极组件；第二引线板，其设置为面对第一引线板且两者之间具有间隙，使得第二引线板的至少一部分与第一引线板的至少一部分重叠；金属桥，其设置在间隙中以连接第一引线板和第二引线板；第一密封剂，其设置在间隙中比金属桥更靠外的位置；袋状壳体，其接收电极组件以便将第二引线板引到外部；以及第二密封剂，其分别介于袋状壳体的内表面与第一引线板之间以及袋状壳体的内表面与第二引线板之间。

[0023] 金属桥可以沿着第一引线板和第二引线板的宽度方向连续形成。

[0024] 金属桥可以沿第一引线板和第二引线板的宽度方向不连续地形成。

[0025] 金属桥可以由熔点低于第一引线板和第二引线板的金属制成。

[0026] 金属桥的熔点可以为150°C至300°C。

[0027] 第一密封剂可以沿着第一引线板和第二引线板的宽度方向连续形成，以密封袋状外壳。

[0028] 第一密封剂的宽度可以比第二密封剂的宽度窄。

[0029] 第一密封剂可具有沿从电极组件面向金属桥的方向形成的排气槽。

[0030] 所述通气槽的宽度可沿面向金属桥的方向逐渐减小。

[0031] 通风槽可具有楔形形状。

[0032] 此外，上述目的可通过在二次电池中采用根据本发明实施例的电极引线组件来实现，根据本发明实施例的电极引线组件包括：第一引线板；第二引线板，所述第二引线板面对所述第一引线板设置，且所述第二引线板与所述第一引线板之间存在间隙，使得所述第二引线板的至少一部分与所述第一引线板的至少一部分重叠；金属桥，所述金属桥设置在所述间隙中以连接所述第一引线板和所述第二引线板；第一密封剂，所述第一密封剂设置在所述间隙中比所述金属桥更靠外侧的位置；以及第二密封剂，所述第二密封剂贴附于所述第一引线板的外表面和第二引线板的外表面上。

[0033] 金属桥可以由熔点低于第一引线板和第二引线板的金属制成。

[0034] 金属桥的熔点可以为150°C至300°C。

[0035] 第一密封剂可以沿着第一引线板和第二引线板的宽度方向连续形成。

[0036] 第一密封剂的宽度可以比第二密封剂的宽度窄。

[0037] 第一密封剂可具有沿从电极组件面向金属桥的方向形成的排气槽。

[0038] 通风槽的宽度可以在朝向金属桥的方向上逐渐减小。

[0039] 通风槽可具有楔形形状。

有益效果

[0041] 根据本公开的一个方面，通过快速切断二次电池中流动的过电流，可以确保二次电池使用时的安全性。

根据